Nata a Torino, si è trasferita in Francia con la famiglia quando era bambina. A diciannove anni ha iniziato la carriera di modella, attività che ha svolto per 12 anni. Nel 2000, ha iniziato a dedicarsi alla musica e ha pubblicato il suo primo album Quelqu'un m'a dit che conteneva alcuni suoi brani originali, seguito dal secondo nel 2007, No Promises, che contiene le poesie messe in musica.
Il 2 febbraio del 2008, ha sposato il presidente della repubblica Francese, Nicolas Sarkozy e nello stesso anno Carla Bruni-Sarkozy è diventata Ambasciatrice del Global Fund, UNICEF e UNAIDS. In questa veste si dedica soprattutto alla protezione delle madri e dei bambini e della lotta all'AIDS. Nel 2009, ha creato la Carla Bruni-Sarkozy Foundation, la cui missione è stimolare e facilitare l'accesso alla cultura, istruzione e conoscenza per le persone svantaggiate. Dopo il matrimonio, Carla Bruni-Sarkozy ha continuato a dedicarsi alla musica e nel 2008 ha pubblicato il suo terzo album, Comme si de rien n'était.